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屠宰污水处理设备

屠宰污水处理设备

2020-06-15

屠宰污水处理设备简介

屠宰业是我国出口创汇和保障供给的支柱产业之一,屠宰废水来自牧畜、禽类、鱼类宰杀加工,是我国有机污染源之一。据调查,屠宰废水的排放量约占全国工业废水排放量的6%,随着经济的发展和人民生活水平的提高,肉类食品加工工业将会有更大的发展,屠宰废水的污染还有不断加剧的趋势。

  屠宰废水呈红褐色,有腥味,含有大量血污、皮毛、碎骨肉、蹄角、油脂和内脏杂物。CODCr 、BOD5 、氨氮、SS等指标均较高,如CODCr600~6000mg/l、BOD5 300~3000 mg/l、SS 400~2700mg/l。BOD5/COD≥0.5,可生化性优良,无毒性。屠宰废水受其生产过程的影响明显,其水质水量波动范围较大。

  我国从20世纪50年代开始考虑屠宰废水的处理,由于种种原因,直到70年代国内屠宰废水处理仍为一级处理,80年代以后,新的处理工艺和技术逐渐被开发并得以应用,屠宰废水的处理程度不断提高。本文从生物处理、自然生态处理、化学处理等方面加以讨论。

  

  1、生物处理

  1.1 好氧生物处理

  活性污泥处理系统是当前污水处理领域应用广泛的处理技术之一。普通活性污泥法处理屠宰废水很难达到处理要求,普遍存在以下困难:污水排放量季节性变化幅度大,难以满足连续流曝气池对水流稳定性的要求;全年均可发生污泥膨胀难以防治;剩余污泥量大、含水率高,沉淀脱水性能差,污泥处置费用高;脱氮除磷的效率仅20%左右,难以满足高氮屠宰废水的除氮要求。针对普通活性污泥法存在的问题,一些新的处理工艺开发和成功应用到屠宰废水的处理领域。

  1.1.1 序批式活性污泥系统(SBR)

  SBR(Sequencing Batch Reactor)工艺适应当前好氧生化处理工艺的发展趋势,属简易、高效、低耗的污水处理工艺,广泛地应用于屠宰废水的处理中。其主要优点有:

  (1)流程简单,无二沉池和污泥回流设备,节省了大量用地和设备。

  (2)投资省,运行费用低,比普通活性污泥法节省基建投资30%,运行费用可降低10~20%。

  (3)不易发生污泥膨胀,出水水质好;剩余污泥性质稳定,便于浓缩和脱水。

  (4)自动控制,反应池中交替处于好氧、缺氧和厌氧状态,具有较强的脱氮除磷能力。

  (5)耐冲击负荷能力强,高峰负荷在正常负荷的2.5倍情况下仍能获得稳定处理效率。

  SBR间歇运行的特点使其很适合处理流量变化大甚至间歇排放的工业废水,已在亚洲、北美和欧洲等很多国家广泛应用于小型污水领域。很多屠宰场的水量少,且间断排放,采用SBR工艺,既可节省基建费用又可灵活操作。SBR工艺处理屠宰废水CODCr、BOD5的去除率可分别达到80%、90%以上,而且有较好的脱氮除磷效果,氨氮去除率可达80%~90%。J.Keller等人在研究SBR处理屠宰废水脱氮的过程中发现,通过控制溶解氧的浓度可使约50%的氮通过同步硝化反硝化去除,而控制这种脱氮过程对减少处理费用,提高出水水质有重要意义。

  随着SBR工艺的蓬勃发展,许多SBR改进工艺被开发出来。CASS工艺在SBR反应器前部增加了一个生物选择器,由于实现了连续进水,在屠宰废水的处理中也得到了广泛的应用。此工艺剩余污泥性质稳定,产生的剩余污泥量只有传统活性污泥法的60%左右。

  1.1.2 AB法

  AB法是生物吸附活性污泥法的简称,处理系统分为负荷截然不同的A段(Adsorption Stage)和B段(Bio-aeration Stage)。A段和B段的回流系统严格分开,互不相混,形成二种不同的微生物类群。A段污泥负荷高可达2~6kgBOD5/(kgMLSS.d),对废水主要起生物吸附作用:而B段负荷较低,不大于0.3 kgBOD5/kgMLSS.d,对废水主要起生物氧化作用。AB法特别适用于屠宰废水悬浮有机物浓度高、水质水量变化较大的特点,一般不设初沉池,对BOD5 、CODCr、SS、P和NH3-N的去处率一般均高于常规活性污泥法,且可节省基建投资约20%、能耗15%左右。

  1.1.3 氧化沟

  氧化沟对水质、水温、水量的变动有较强的适应性,污泥龄长,可以产生硝化反硝化反应,有脱氮功能。污泥产率低,污泥稳定,勿需消化。表1给出了国外采用氧化沟工艺处理屠宰废水的参数与除污染效果。

  1.1.4 生物滤池

  好氧生物膜法主要用于去除污水中溶解性有机污染物,小型生物处理系统采用生物膜法有节能、强化抗冲击能力、少维护、管理简单等优点。研究与应用较多的是生物滤池、生物转盘等。生物滤池曾是屠宰废水基本的处理方法之一,其特点是耐冲击负荷,效果稳定,一般采用两级串联运行。由于屠宰废水中蛋白质含量很高,微生物大量繁殖易使滤池堵塞,因此滤池前需有其他预处理设施。

  1.1.5 水解酸化-好氧生物处理

  针对屠宰废水中含有大量高分子有机物的特点,为提高好氧生物处理效果、缩短废水停留时间、减少反应池容积,研究者在好氧生物处理前加入酸化处理,开发出酸化-好氧生物处理工艺。酸化过程的设置将动物性复杂大分子有机物降解成小分子溶解性有机物酸,为后续好氧反应器提供优质的底物,提高了整个处理系统的抗冲击负荷能力和稳定性;同时类似于消化池的固体降解过程实现了污水酸化和污泥消化的集中处理,污泥产量低。有屠宰场废水需要处理的单位,也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。

  1.2、厌氧生物处理

  一般地,厌氧生物处理CODCr浓度在大于1,000mg/l的中高浓度工业废水具有优势,一些研究认为,对CODCr浓度小于1,000mg/l的废水采用厌氧处理也是完全可行的。同好氧处理相比,厌氧处理可以回收生物能源,无能耗或低能耗,容积负荷率高,对环境的要求低;剩余污泥产量仅为好氧系统的1/10~1/6且非常稳定;投资费用低、管理简易,有广阔的应用潜力。

  1.2.1 普通厌氧消化池

  普通厌氧消化池是美国和澳大利亚处理屠宰废水广泛的的方法之一。厌氧消化池处理屠宰废水的成本低,操作和维护简便,有机物去除率高,但其反应速率慢,水力停留时间长,占地面积大,对温度要求高,低于21℃其效率将会大大下降;且大型厌氧消化系统一旦由于低温而使系统瘫痪就很难恢复。所以普通厌氧消化工艺不适合在土地紧张或常年温度偏低的地方选用。

  1.2.2 厌氧序批式活性污泥系统(ASBR)

  ASBR较其他厌氧处理工艺处理屠宰废水具有不需要脱气和回流设备,有机物和SS去除率高的优势,因而被誉为屠宰废水处理中很有发展前途的工艺。

  1.2.3 高效厌氧反应器

  近年来随着高效厌氧生物反应器的研究深入,运用高效厌氧生物反应器处理屠宰废水成为热点。高效厌氧反应器通过强化传质和提高污泥浓度成功地实现了在很短的时间内达到良好的去除效果,高效厌氧反应器较传统厌氧消化池优势是负荷能力高、水力停留时间短、占地小。国内外应用高效厌氧反应器处理屠宰废水的主要有:上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧滤池(AF)、厌氧流化床(AFB)、厌氧折流床反应器(ABR)、厌氧固定膜反应器(AFFR)、内循环反应器(IC)等。

  UASB反应器以其结构紧凑、简单、无需搅拌和填料载体,负荷能力高等优点而广受青睐。Ayoob Torkian实验表明UASB处理屠宰废水是非常有效的方法,在13~30kgCODCr/m3.d的负荷下,CODCr的去除率为75~90%。然而UASB也存在一些问题,如污泥易流失,颗粒污泥难于形成,系统难于启动等。针对这些问题,研究人员不断采用新的方案以改进UASB的性能。I.Ruiz[15]和Rafael Borja等人分别将UASB与AF串联使用处理屠宰废水,使反应器同时具有UASB和AF反应器的特点。利用AF保持生物量和耐冲击负荷的优点,减轻了对UASB三相分离器的固液分离性能要求,提高了系统抵御有机负荷、水力负荷和温度变化冲击的能力。随着系统附着生物量从0.5gVSS.L-1增至5gVSS.L-1,CODCr的去除率也升至90.2~93.4%。Claudia E.T.Caixeta通过使用一种新型高效三相分离器也达到了提高UASB耐负荷冲击能力和处理效果的目的。AF处理屠宰废水的稳定性好,在有机负荷为20~25kgCOD/m3.d时,CODCr的去除率可达80~90%,但是AF极易堵塞,必须定时冲洗。R.del Pozo]利用AFFR处理屠宰废水,系统采用波纹管状填料,即使处理高固体浓度的废水也不易堵塞,对间歇运行的适应性优于UASB,有机负荷8kgCOD/m3.d时,CODCr去除率达85~95%。IC反应器也是近二十年来发展起来的高效厌氧反应器,邓良伟采用IC工艺实验得出屠宰废水总磷的去除率可达53.8%,CODCr去除率80.3%,BOD5去除率达97.6%,SS去除率为78%。

  1.2.4 厌氧生物的预处理

  屠宰废水中含有的大量的SS和油脂,如不加以去除直接进入厌氧系统,会大大降低厌氧反应的速度和甲烷的产量,进入UASB还会引起污泥上浮和流失。因此在进入厌氧系统前对屠宰废水进行去除SS和油脂的预处理是十分必要和有效的,而常用的方法就是气浮。N.T.Manjuant在UASB前采用压力气浮作为预处理单元,结果表明气浮可以去除原水50%的污染物,同时气浮后厌氧处理的反应速率及产甲烷量均较未处理的原水有所提高。

  厌氧处理的缺陷是出水的NH3-N、硫化物等还原性污染物还较多,没有脱氮能力,有时出水的BOD5偏高,还需进一步处理。

  2、自然生态处理

  自然生态处理是在自然条件通过环境生物净化废水的一种方法,目前已成为研究与应的热点,其中稳定塘、土地处理、人工湿地研究与应用多。它们的共同特点是能耗低,管理简便,运行费用低,可实现多种生态系统的组合,有利于废水的综合利用。

  2.1 稳定塘工艺

  屠宰废水在进入氧化塘处理前,必须经预处理,如先经沉淀池处理再经厌氧滤池进行降解,后进入氧化塘系统,这样才能实现氧化塘的处理效果,否则悬浮物和有机物浓度过高,氧化塘的处理效果不理想。通常在氧化塘正常运行的条件下CODCr的有效临界点为262.6mg/l,一旦超过临界点氧化塘中植物的受伤程度越大,净化作用就越小。

  采用厌氧塘、兼性塘和好氧塘串联系统处理屠宰废水,从建造和运行角度而言是经济的,并且处理效果令人满意、可靠。除了开始运行时有些气味外,不会产生其他问题。

  2.2 土地处理

  采用喷灌土地的方法处理屠宰废水主要应用于美国,此系统的优点是简单、成本低,但操作不当可能会引起地表水和地下水的污染,过量的脂肪可能会造成土壤堵塞,因此该方法对废水预处理的要求较高。

  2.3 人工湿地处理

  人工湿地是通过对湿地生态系统中的物理、化学和生物三者的协同作用来处理污水。其特点是投资少、效果好、运行维护方便,建设成本相同能力污水处理厂的1/5左右。但其占地面积是传统污水处理厂的5~10倍左右。单独采用人工湿地处理屠宰废水,难以达标,如果与物化预处理和生物预处理结合,既可以节省投资,也可以降低运行费用。